Образование, начало деятельности
В 1988 году окончил Московский электротехнический институт связи, в 1989 году — центр при Московском институте народного хозяйства им. Плеханова по специальности «экономическое управление исследовательскими и конструкторскими разработками» В 1988 году занял должность инженера в Институте космических исследований.
Доктор исторических наук. В 2003 году в Московском педагогическом университете защитил диссертацию по теме: «Информационная политика в Советском Союзе». Впоследствии под руководством доктора наук Митволя защитили кандидатские диссертации Сергей Борисович Абрамов (в то время премьер-министр Чечни, ушедший с поста в феврале 2006 года) и сенатор и совладелец компании «Русская медиагруппа» Виталий Богданов. Олег Митволь владеет немецким и английским языками.
Деятельность в сфере бизнеса
В ноябре 1989 года начинает деятельность в сфере частного предпринимательства. В начале 1990-х годов, как утверждали СМИ, занимался оптовой торговлей, госзаказами и поставками авиатехники за рубеж. Кроме того, занимался оптовой торговлей, участвовал в контракте на поставку авиатехники в Малайзию, приобрел пивоваренный завод в Ставропольском крае.
В январе 1994 года стал заместителем председателя совета банка «Нефтяной Альянс». В 1997 году возглавил совет директоров ОАО «Информационно-издательская группа „Новые Известия“» (ежедневная газета «Новые Известия» и еженедельник «Московская комсомолка»). СМИ утверждали, что Митволь был держателем контрольного пакета (76 процентов) акций «Новых Известий».
20 февраля 2003 года отстранил от работы главного редактора и генерального директора «Новых Известий» Игоря Голембиовского. Причиной отставки назывались некие финансовые махинации, якобы осуществляемые руководством газеты при Голембиовском. В свою очередь, Березовский утверждал, что истинной причиной отставки стал вышедший в газете материал «о возрождении культа личности Путина».
В мае 2010 были опубликованы сведения о доходах Митволя: за 2009 год он заработал 18,2 млн рублей.
Экологические расследования
В апреле 2004 года Митволь был назначен заместителем руководителя Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор).
На новом посту Митволь начал борьбу с собственными чиновниками, которых обвинял в коррумпированности, и инициировал так называемую «дачную войну» — ликвидацию коттеджей, построенных в водоохранной зоне. Так, в начале августа 2005 года подвергся ликвидации дачный кооператив в поселке Пятница на Истринском водохранилище, затем последовало обращение Олега Митволя в прокуратуру относительно законности постройки личной дачи бывшего премьера Михаила Касьянова в Троице-Лыково. Тогда же Митволь пообещал снести незаконные постройки на берегах Байкала и закрыть Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат.
В 2006 году вместе с министром природных ресурсов Юрием Трутневым Митволь инспектировал нефтедобывающий объект Сахалин-2, эксплуатируемый компанией Sakhalin Energy, принадлежащей Shell. По заключению экологов, добыча нефти в этом районе наносила ущерб окружающей среде. Митволь и Трутнев пригрозили отозвать у нефтяников лицензию, если ущерб не будет возмещён. Shell обвинили российские власти в попытке надавить на Sakhalin Energy с целью передачи месторождений Газпрому.
13 апреля 2009 года подал заявление на увольнение из Росприроднадзора.
Общественная деятельность
В середине октября 2009 года в СМИ появились сообщения о том, что Митволь может стать одним из лидеров партии «Яблоко» и будет отвечать в партии за выборы, политические и финансовые вопросы. Однако этого так и не произошло: по словам Митволя, его проект глубокого переустройства партии не нашел понимания в руководстве «Яблока», а ряд экспертов объяснили такой исход низкой «договороспособностью» демократов и их нежеланием чем-либо делиться.